리드버그 물질

Rydberg matter

Rydberg[1] 물질은 Rydberg 원자에 의해 형성되는 물질의 이국적인 상으로 1980년경 E. A. Manykin, M. I. Ozhovan,[2][3] P. P. Poluéktov에 의해 예측되었다.그것은 세슘,[4] 칼륨,[5] 수소[6][7], 그리고 [8]질소와 같은 다양한 원소로 형성되었다; 나트륨, 베릴륨, 마그네슘, [9]칼슘과 같은 이론적 가능성에 대한 연구가 수행되었다.이것은 확산성간 띠가 발생할 [10]수 있는 물질로 제안되어 왔다.가장[11] 바깥쪽 전자가 평면 원형 궤도에서 발견되는 원형 리드버그 상태는 수명이 최대 몇 [12]시간으로 가장 길고 [13][14][15]가장 일반적입니다.

물리적.

19원자 평면 라이드버그 물질 클러스터.7번째 들뜸 수준에서 K클러스터에 대한19 스펙트럼 분석 결과 결합 거리는 5.525 [16]nm로 나타났다.
들뜬 (n=10) Cs [citation needed]원자로 이루어진 Rydberg 물질의 원자가 전자 분포의 도식.

리드버그 물질은 보통 육각형[18][16][19] 평면 클러스터로 구성되어[17] 있습니다;[19] 이것들은 빛의 속도의 유한한 속도에 의해 야기되는 지연 효과 때문에 매우 클 수 없습니다.따라서 가스나 플라즈마가 아니며 고체나 액체도 아닙니다. 가스 안에 작은 클러스터가 있는 먼지 플라즈마와 가장 유사합니다.연구실에서 레이저 [20]탐사를 통해 류드버그 물질을 연구할 수 있지만, 보고된 가장 큰 성단은 91개의 [7]원자에 불과하지만 우주의 확장된[10][21] 구름과 행성의 [22]상층 대기 뒤에 있는 것으로 밝혀졌다.Rydberg 물질의 결합은 전체적으로 낮은 에너지 [3]상태를 형성하기 위해 고에너지 전자의 비국재화에 의해 발생합니다.전자가 탈국소화하는 방법은 원자핵 주변의 루프에 정상파를 형성하여 양자화된 각운동량과 리드버그 물질의 결정적 특성을 만드는 것입니다.루프의 크기에 영향을 미치는 양자수를 통해 일반화되는 금속이지만 강력한 전자 [19]상관 관계에 대한 결합 요건에 의해 제한됩니다. 공유 [23]결합과 유사한 교환-상관 특성을 나타냅니다.이들 결합의 전자 들뜸과 진동 운동은 라만 분광법에 [24]의해 연구될 수 있다.

라이프 타임

들뜬 (n=10) Cs [25][26]원자로 이루어진 Rydberg 물질의 위그너-세이츠 세포 내 유효 전위의 개략도.

클러스터를 [27]관측할 방법이 없기 때문에 물리학계에서 여전히 논의되고 있는 이유로 인해, Rydberg 물질은 방사선의 방출에 의한 붕괴에 대해 매우 안정적이다. n = 12에서 클러스터의 특성 수명은 25초이다.[26][28]여진상태와 지면상태의 중첩부족, 여진붕괴의 [25]장기지연을 초래하는 터널링이[23] 필요하여 방출방지를 방해하는 교환상관효과 등이 그 원인이다.들뜸은 수명을 결정하는 역할을 하며, 들뜸이 높을수록 수명이 [26]길어집니다. n = 80은 [29]우주의 나이에 버금가는 수명을 제공합니다.

들뜸

n d(nm) D(cm−3)
1 0.153 2.8×1023
4 2.45
5 3.84
6 5.52
10 15.3 2.8×1017
40 245
80 983
100 1534 2.8×1011

일반 금속에서 원자간 거리는 광범위한 온도와 압력에 의해 거의 일정하다. 이것은 거리 및 특성이 들뜸에 따라 크게 변하는 리드버그 물질의 경우는 아니다.이러한 속성을 결정할 때 중요한 변수는 1보다 큰 정수인 주요 양자수 n입니다. 보고되는 최대값은 [29][30]약 100입니다.Rydberg 물질의 결합 거리 d는 다음과 같이 주어진다.

여기서0 a는 Bohr 반지름입니다.근사 인자 2.9는 먼저 실험적으로 파악한 후 다른 클러스터의 [16]회전 분광법으로 측정되었다.이와 같이 산출된 d의 예를 농도 D의 선택값과 함께 인접 테이블에 제시한다.

응축

보스-아인슈타인 응축물을 형성하기 위해 응축될 수 있는 보손처럼, 리드버그 물질은 응축될 수 있지만, 보손과 같은 방식으로 응축될 수 있다.그 이유는 Rydberg 물질이 기체와 유사하게 작용하기 때문에 응축 에너지를 제거하지 않으면 응축될 수 없기 때문입니다. 그렇지 않으면 이온화가 발생합니다.지금까지 이 문제에 대한 모든 해결책은 어떤 방식으로든 인접한 표면을 사용하는 것입니다. 가장 좋은 방법은 Rydberg 물질이 형성될 원자를 증발시키고 표면에 [31]응축 에너지를 남기는 것입니다.세슘 원자, 흑연 피복 표면 및 열전자 변환기를 격납 용기로 사용하여 표면의 작업 함수는 0.5eV로 [32]측정되었으며, 이는 클러스터가 9~14번째 들뜸 [25]수준임을 나타냅니다.

「 」를 참조해 주세요.

이 개요는 Rydberg 물질에 대한 정보와 청정에너지, 촉매, 우주현상 연구 및 센서 사용에 대한 가능한 응용에 대한 정보를 제공합니다.

레퍼런스

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